CH619134A5 - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
CH619134A5
CH619134A5 CH132376A CH132376A CH619134A5 CH 619134 A5 CH619134 A5 CH 619134A5 CH 132376 A CH132376 A CH 132376A CH 132376 A CH132376 A CH 132376A CH 619134 A5 CH619134 A5 CH 619134A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
alloy
porcelain
weight
dental
range
Prior art date
Application number
CH132376A
Other languages
English (en)
Inventor
Pei Sung
Irving Klaus
James Lee-You
Original Assignee
Johnson & Johnson
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Johnson & Johnson filed Critical Johnson & Johnson
Publication of CH619134A5 publication Critical patent/CH619134A5/de

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/055Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 20% but less than 30%
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00Preparations for dentistry
    • A61K6/80Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
    • A61K6/84Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising metals or alloys

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Plastic & Reconstructive Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)
  • Dental Prosthetics (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dentalkonstruktion mit einem Kern aus einer Metall-Legierung und einer damit 60 verbundenen zahnimitierenden Deckschicht, beispielsweise einer Porzellandeckschicht. Der Metallkern besteht aus einer Nichtedelmetall-Legierung, die einen bestimmten Wert für die Schmelztemperatur und den thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen muss.
Beispiele für erfindungsgemässe Dentalkonstruktionen sind Zahnersatzkonstruktionen wie Brücken, Kronen und dergleichen, die einen Kern aus einer Metall-Legierung und eine damit verbundene Deckschicht bzw. Auflage aus Porzellan oder
65
3
619 134
einem anderen Material aufweisen, das einen lebenden Zahn simuliert.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Dentalkonstruktionen und ausserdem Nichtedelmetall-Legierungen, welche die geeigneten physikalischen und chemischen Eigenschaften besitzen, damit aus ihnen der Kern der erfindungsgemässen Dentalkonstruktionen hergestellt werden kann.
Dentallegierungen bzw. Legierungen für zahnärztliche Zwecke müssen eine gute physikalische Festigkeit, eine entsprechende Korrosionsbeständigkeit und eine gute Verarbeit-barkeit besitzen, und sie müssen sich ferner mit der den Zahn imitierenden Deckschicht, die beispielsweise aus Porzellan oder Kunststoff bestehen kann, dauerhaft verbinden lassen.
Ziel der Erfindung war es ferner, Legierungen zu entwik-keln, die auch für andere Anwendungszwecke auf dem Dentalgebiet geeignet sind, bei denen keine Verbindung mit Porzellan oder Kunststoff erreicht werden muss, wie dies beispielsweise bei der Herstellung von Metallfüllungen oder Metallauflagen der Fall ist.
Für den Zahnersatz bzw. für Dentalrestaurationen, wie Brücken, Kronen, Gebisse, Teilgebisse, Füllungen, Auflagen u. dgl., werden seit vielen Jahren Goldlegierungen verwendet. Wegen der hohen Kosten sind viele Versuche unternommen worden, Nichtedelmetallegierungen herzustellen und anstelle des Goldes zu verwenden. Solche Nichtedelmetallegierungen sind beispielsweise in den US-Patentschriften 1 736 053,
2 089 587, 2 156 757, 2 134 423, 2 162 252, 2 631 095,
3 121 629, 3 464 817 und 3 544 315 beschrieben. Die Goldlegierungen besitzen jedoch bei der Verwendung als Dentallegierung viele vorteilhafte Eigenschaften, während viele der bislang hergestellten Nichtedelmetallegierungen sich im Vergleich zu der herkömmlichen Goldlegierung in verschiedenartiger Weise als nichtzufriedenstellend erwiesen haben.
Eines der Probleme, das dann auftritt, wenn man versucht, Nichtedelmetallegierungen anstelle von Gold für dentale Zwecke einzusetzen, besteht darin, dass viele dieser Legierungen wegen ihres zu hohen Schmelzbereiches schwierig zu ver-giessen sind. Damit eine Legierung ganz allgemein von den Zahntechnikern akzeptiert wird, sollte ihre Schmelztemperatur nicht weit oberhalb 1316° C (2400° F) liegen. Sie sollte vorteilhafterweise in einem Bereich von etwa 1093 bis 1288° C (2000 bis 2350° F) und noch bevorzugter in der Nähe der unteren Grenze liegen. Ein praktischer Grund für diese Forderung besteht darin, dass viele Zahnlabors Gas-Sauerstoff-Brenner verwenden, die nicht dazu in der Lage sind, Temperaturen von wesentlich mehr als 1371° C (2500° F) zu erreichen, so dass bei der Anwendung höher schmelzender Legierungen spezielle Heizvorrichtungen, wie Sauerstoff-Acetylën-Brenner, zur Bearbeitung des Metalls erforderlich sind. Obwohl Versuche unternommen worden sind, diese Legierungen durch Modifizieren der Gusstechniken anzupassen, beispielsweise durch Veränderung der Form, der Abmessungen, der Anzahl und der Stelle der Anordnung der Gusstrichter, durch die Verwendung von speziellen Investmentmaterialien oder durch die Anwendung spezieller Nachgussbehandlungen, haben die Vorteile der herkömmlichen Nichtedelmetallegierungen nicht dazu ausgereicht, diese Legierungen als bevorzugten. Ersatz für die Goldlegierungen bei Dentalkonstruktionen durchzusetzen.
Ein weiteres Problem, das bei vielen der bisher bekannten Nichtedelmetallegierungen auftritt, ist das der Korrosion. Die Nichtedelmetallegierungen sind im allgemeinen gegenüber der durch die Mundsäuren verursachten Korrosion nicht so beständig wie Gold. Diese Korrosion verursacht nicht nur einen Verlust des die Konstruktion bildenden Materials, sondern kann im Fall von Zahnersatzprodukten, wie Porzellan-Jacket-kronen, Kronen, Brücken usw., die mit Porzellan bedeckt sind,
im Fall von gewissen Nichtedelmetallegierungen zur Bildung gefärbter Ionen führen, die das Porzellan verfärben. Wenn beispielsweise Kobalt, Kupfer oder Eisen in merklicher Menge in der Metallegierung enthalten sind, neigt das damit verbundene 5 Porzellan dazu, sich zu verfärben.
Ein weiteres ernstes Problem, das bei der Konstruktion eines Metallkerns oder -unterbaus auftritt, ist darin zu sehen, dass es schwierig ist, die Teile aus der Nichtedelmetallegierung miteinander oder mit Gold unter Anwendung der herkömmli-10 chen, leicht zugänglichen Dentallote zu verlöten. Weiterhin besteht an der Grenzfläche eine Neigung für eine galvanische Korrosion, wenn herkömmliche Lote, wie Goldlegierungslote, zusammen mit Nichtedelmetallegierungen eingesetzt werden. Da die bislang als Strukturmetalle eingesetzten Nichtedelme-15 tall-Dentallegierungen häufig wesentlich härter als Gold sind, ergibt sich der weitere Nachteil, dass mehr Zeit aufgewendet und grössere Anstrengungen unternommen werden müssen, um den Metallkern nach dem Vergiessen durch Schleifen präzise anzupassen.
20 Neben den Problemen, die mit Eigenschaften der herkömmlichen Nichtedelmetallegierungen bei ihrer Verwendung als allgemeine Dentallegierung auftreten, bestehen gewisse zusätzliche Erfordernisse, wenn die Dentallegierung als Material eingesetzt werden soll, das mit einem den Zahnschmelz simu-25 lierenden Material, wie Porzellan, bedeckt werden soll. Hierzu muss der Ausdehnungskoeffizient mit demjenigen des Porzellans verträglich sein. Wenn die erwünschte Verträglichkeit zwischen dem Ausdehnungskoeffizienten des Metalls und dem des Porzellans nicht besteht, können sich während des Brennens 30 und des anschliessenden Abkühlens Risse in dem Porzellan bilden. Vorzugsweise verhalten sich die Ausdehnungskoeffizienten des Porzellans und des Metalls derart, dass bei Raumtemperatur eine Druckspannung in der Porzellan- und der Glas-Schicht und eine Zugspannung in dem Metall auftreten. 35 Weiterhin muss die Schmelztemperatur der Legierung, die nicht so hoch sein darf, dass die Legierung schwierig zu vergiessen ist, ausreichend oberhalb der Brenntemperatur des Porzellans liegen, so dass keine Deformation des Metallkerns während des Brennens auftritt. Schliesslich müssen Metallegie-40 rungen sich in angemessener Weise mit dem Porzellan verbinden, so dass beim Auftreten von mechanischen Belastungen keine teilweise oder vollständige Trennung an der Grenzfläche auftritt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, Dental-45 konstruktionen, wie Brücken, Kronen usw., mit einem Metallkern aus einer Nichtedelmetallegierung und einer damit verbundenen, den Zahnschmelz simulierenden Auflage oder Deckschicht zu schaffen, bei denen die Nichtedelmetallegierung frei ist von den oben aufgezählten Nachteilen und wobei so eine solche Anpassung der physikalischen Eigenschaften des Metallkerns und der äusseren Deckschicht erreicht ist, dass die oben genannten Probleme gelöst werden. Weiterhin soll eine Nichtedelmetallegierung geschaffen werden, die für Dentalkonstruktionen besonders gut geeignet ist, die jedoch auch für 55 andere Anwendungszwecke auf dem Dentalgebiet eingesetzt werden kann, die weniger kostspielig ist als Gold, diesem jedoch als Dentalstrukturmaterial überlegen ist und zusätzlich ohne merkliche Veränderung der herkömmlichen Techniken oder Werkzeuge verarbeitet werden kann.
60 Es wurde nunmehr gefunden, dass die obige Aufgabe durch eine Dentalkonstruktion mit einem in geeigneter Weise geformten Metallkern aus einer Niehtedelmetallegierung und einer damit verbundenen, den Zahnschmelz imitierenden Deckschicht gelöst werden kann, indem man für den Metall-65 kern eine Nichtedelmetall-Legierung einsetzt, die eine
Schmelztemperatur und einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten in den in der Folge noch definierten Bereichen aufweist.
619 134
4
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine Dentalkonstruktion mit einem Kern aus einer Metall-Legie-rung und einer damit verbundenen zahnimitierenden Deckschicht, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Kern aus einer Nichtedelmetall-Legierung mit einer Schmelztemperatur im Bereich von 1121 bis 1288° C und einem Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 13,5 x lCr6 bis 13,8 x 10-6 cm/cm/° C besteht.
In den erfindungsgemässen Dentalkonstruktionen ist die Nichtedelmetall-Legierung des Kernes vorzugsweise eine Nik-kel-Chrom-Silicium-Legierung, die als wesentliche Bestandteile nicht mehr als 7 Gew.% anderer Elemente enthält. Die den Zahnschmelz imitierende Deckschicht ist vorzugsweise eine Porzellandeckschicht, und insbesondere eine solche, die einen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 10,33 x 10-6 bis 20,25 x IO""6 cm/cm/° C besitzt.
Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen erfindungsgemässen Dentalkonstruktion, die als zahnimitierende Deckschicht eine Porzellandeckschicht aufweist, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass man a) den Metallkern durch Vergiessen einer Nichtedelmetall-Legierung mit einer Schmelztemperatur im Bereich von 1121 bis 1288° C und einem Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 13,5 x lCr6 bis 13,8 x lOr6 cm/cm/° C herstellt,
b) auf die Oberfläche des Metallkernes eine Porzellandeckschicht aufbringt, indem man ein Porzellan mit einem Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 10 x 1 Or6 bis
21 x IO"6 cm/cm/° C aufträgt, und c) das Porzellan durch Brennen auf dem Metallkern befestigt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Legierung für Dentalzwecke zur Durchführung dieses Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie die folgenden wesentlichen Bestandteile enthält:
Bestandteil Menge in Gew. %
Nickel 65-75
Chrom 15-23,5 Silicium 3,5- 6 Molybdän 3-5 Bor 0,2- 2
und dass die Schmelztemperatur der Legierung im Bereich von 1121 bis 1288° C liegt, sie eine Zugfestigkeit von mindestens 6327 kg pro cm2 und einen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 13,5 x 10""6 bis 13,8 x 10-6 cm/cm/0 C besitzt.
Bevorzugte derartige Legierungen weisen dabei ein Verhältnis von Chrom zu Nickel auf, das im Bereich von 0,24 bis 0,30 zu finden ist.
Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass in der nicht zum Stande der Technik gehörenden Schweizer Patenschrift Nr. 606 459 der Anmelderin bereits Dentallegierungen zur Herstellung von Zahn-brücken, -krönen und -ab-deckungen beschrieben sind, die gekennzeichnet sind durch einen Gewichtsgehalt von 65 bis 75% Nickel, 15 bis 23,5% Chrom und 3,5 bis 6,0% Silicium oder, ersatzweise für den angegebenen Siliciumgehalt, bis zu 1,5% Beryllium zusammen mit 1,5 bis 6% Silicium, wobei die Summe der obigen Bestandteile 90 bis 100% beträgt, durch eine Schmelztemperatur zwischen 1232 und 1288 °C und durch eine Zugfestigkeit von mindestens 6300 kg/cm2.
Der hierin verwendete Ausdruck «Dentalkonstruktion» steht für einen Metallkern aus einer Nichtedelmetallegierung,
der in die gewünschte Form gebracht ist und der mindestens eine damit verbundene Porzellanschicht aufweist. Mit dem Begriff «Porzellan» ist hierin ein Dentalporzellan gemeint, das an sich bekannt ist und im folgenden genauer beschrieben und erläutert wird. Normalerweise wird das Porzellan bei der Zahnrestauration in Form von mehreren Schichten und Brennvorgängen aufgetragen. Bei sämtlichen BeSchichtungen, die sich an die erste Beschichtung anschliessen, wird Porzellan mit Porzellan verbunden. Bei der ersten Beschichtung wird das Porzellan mit dem Metall verbunden, wobei die zu lösenden Probleme überwiegend in einer Anpassung des Porzellans an das Metall bestehen. In der herkömmlichen Praxis versteht man unter mit dem Metall zu verbindendem Porzellan undurchsichtiges Porzellan, was sich aus den folgenden Ausführungen ergibt, wobei jedoch die Erfindung hiérauf nicht beschränkt sein soll. Der Ausdruck «Kern», wie er hierin verwendet wird, betrifft die Metallunterlage oder die Metallgrundlage, die mindestens zum Teil mit Porzellan bedeckt wird. Der Kern kann in Abhängigkeit von der angestrebten Dentalrestauration beliebig geformt sein; es ist lediglich erforderlich, dass ein Teil des Kerns mit Porzellan verbunden werden soll. Der hierin verwendete Ausdruck «Ausdehnungskoeffizient» der Metallegierung steht für den linearen, thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der in üblicher Weise aus Werten ermittelt wird, die man durch Erhitzen des Materials von Raumtemperatur bis zu einer Temperatur von 600° C mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 15° C pro Minute bestimmt.
Die für diesen Kern verwendeten Metallegierungen, die ihrerseits einen Teil der Erfindimg darstellen, werden aus Nikkei, Chrom und Silicium sowie weiteren Elementen unter Einhaltung der im folgenden genauer beschriebenen Mengenverhältnisse und Arbeitsweisen hergestellt. Die für die Verwendung als Strukturmaterialien zur Herstellung von Brücken, Kronen, Abdeckungen usw. oder für die Verwendung von Füllungen und Auflagen bevorzugten Legierungen enthalten neben Nickel, Chrom und Silicium geringe Mengen Molybdän und Bor. Die erfindungsgemässen Legierungen enthalten 65 bis 75 Gew.% Nickel, 15 bis 23,5%, vorzugsweise 15 bis 21 Gew.% Chrom und 3,5 bis 6 Gew.% Lithium, neben 3 bis 5 Gew.% Molybdän und 0,2 bis 2 Gew.% Bor. Die Eigenschaften der Legierungen neben der oben erwähnten Schmelztemperatur und dem Ausdehnungskoeffizienten sind eine gute Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu in ähnlicher Weise vergossenem Gold oder anderen kommerziellen Nichtedelmetallegierungen, eine gute Oxidationsbeständigkeit, eine Zugfestigkeit in vergossenem Zustand von mindestens 6327 kg/cm2 (90000 psi), eine prozentuale Dehnung von etwa 0,5 bis 5,0 und eine Rockwell-Härte C im Bereich von etwa 25 bis 33. Die Legierungen verbinden sich gut mit Porzellan, und es können als Porzellanbindefestigkeit bezeichnete Scherfestigkeiten an der Grenzfläche erreicht werden, die grösser sind als 513 kg/cm2 (7300 psi).
Diese Eigenschaften sind besonders vorteilhaft für die Herstellung von Dentalkonstruktionen, und sie verleihen den aus diesen Legierungen hergestellten Zahnkonstruktionen wünschenswerte Eigenschaften, wie die folgenden Ausführungen erkennen lassen.
Die erfindungsgemässe Dentalkonstruktion umfasst einen in geeigneter Weise geformten Kern aus einer neuen Nichtedelmetallegierung und eine damit verbundene Porzellandeckschicht bzw. -auflage. Die erfindungsgemässen Metallegierungen besitzen eine Schmelztemperatur im Bereich von 1121 bis 1288° C und einen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 13,5 bis 13,8 x 10cm/cm/° C und bestehen im wesentlichen aus Nickel, Chrom und Silicium und geringeren Mengen Molybdän und Bor. Die Zusammensetzung der neuen Legierungen umfasst 65 bis 75 Gew.% Nickel, 15 bis 23,5 Gew.%, vors
10
15
20
25
30
35
40
45
SO
55
60
65
5
619134
zugsweise 15 bis 21 Gew.% Chrom, 3,5 bis 6 Gew.% Silicium, 3 bis 5 Gew. % Molybdän und 0,2 bis 2 Gew. % Bor. In gewissen Zusammensetzungen kann man das Bor durch Mangan in einer Menge von bis zu 1 Gew.% ersetzen, obwohl diese Legierungen weniger bevorzugt sind. In der Beschreibung und den Ansprüchen sind die Prozentsätze auf das Gewicht bezogen.
Diese Legierungen besitzen Eigenschaften, die sie für die Verwendung als Strukturmetall in Dentalkonstruktionen geeignet machen, bei denen sie mit einem den Zahnschmelz simulierenden Material bedeckt werden, so dass eine Dentalkonstruktion aus der erfindungsgemässen Legierung, die mit einem den Zahnschmelz simulierenden Material, insbesondere wenn Porzellan als solches Material verwendet wird, ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist. Die Legierungen können auch mit Kunststoffen, wie Acrylkunststoffen, bedeckt oder beschichtet werden. Neben den oben erwähnten Schmelztemperaturen umfassen die anderen Eigenschaften der Legierung eine gute Korrosionsbeständigkeit, eine gute Oxidationsfestig-keit, eine Zugfestigkeit im Bereich von 6327 bis 10 545 kg/cm2 (90 000 bis 150 000 psi), eine prozentuale Dehnung von etwa 0,5 bis 5,0 und eine Rockwell-Härte C im Bereich von etwa 25 bis 33.
Eine bevorzugte Zusammensetzung einer erfindungsgemässen Legierung ist eine Legierung, die 69 bis 72 Gew. % Nickel, 18 bis 20 Gew.% Chrom, 4 bis 5,5 Gew.% Silicium, 4 bis 4,5 Gew. % Molybdän und 1 bis 1,5 Gew. % Bor enthält. Die Schmelztemperatur der bevorzugten Legierungen liegt in einem Bereich von etwa 1121 bis 1184° C (2050 bis 2165° F).
Der Schmelztemperaturbereich von 1121 bis 1288° C (2050 bis 2350° F) der Legierungen liegt in dem Bereich, in dem die Zahnlaboratorien üblicherweise zu arbeiten gewohnt sind, so dass die Legierung zur Herstellung von Metallkernen und anderen Strukturmaterialien ohne Veränderung der Vorrichtungen und der Technik vergossen werden kann. Die Schmelztemperatur ist jedoch ausreichend hoch, so dass der Kern, wenn er mit Porzellan beschichtet werden soll, der Deformation während der Brennstufe beim Auftragen der Porzellanschicht zu widerstehen vermag. Somit sind die Schmelzeigenschaften der Legierungen in idealer Weise für Dentalkonstruktionen geeignet, die mit einer den Zahn simulierenden Porzellanauflage versehen werden sollen.
Der Ausdehnungskoeffizient, der in einem Bereich von 13,6 x 10bis 13,8 x IQr6 cm/cm/° C liegt, ist für die Anwendung vieler Dentalporzellane geeignet. Wenn geeignete Porzellane, wie sie im folgenden genauer beschrieben werden, auf die Oberflächen der neuen Legierungen aufgebracht werden, sind sie beständig gegen die Ausbildung von netzartigen Rissen oder anderen Brüchen, die normalerweise während des Erhitzens auf die Brenntemperatur und bei dem langsamen Abkühlen auf Raumtemperatur auftreten. Weiterhin werden besonders gute Ergebnisse erzielt, wenn man die Legierung zusammen mit einem Porzellan einsetzt, dessen Dehnungs- und Schrumpfungseigenschaften so geartet sind, dass das Porzellan nach dem Abkühlen bei Raumtemperatur unter einer Druckspannung steht. Weiterhin wird beim Verbinden mit dem Por- ' zellan eine gute Verbindung zwischen dem Porzellan und dem Metall erreicht. Es können als Porzellanbindefestigkeit bezeichnete Scherfestigkeiten an der Grenzfläche von mehr als 513 kg/cm2 (7300 psi) erreicht werden.
Abgesehen von den oben genannten Eigenschaften besteht eine weitere wichtige Eigenschaft, die für die Eignung des Materials als mit Porzellan zu bedeckendem Metallkern von Bedeutung ist, in der Abwesenheit von gefärbte Metallionen bildenden Metallen. Viele Metallegierungen, die wegen ihrer Festigkeit und anderer Eigenschaften erwünscht sind, enthalten häufig Kobalt, Kupfer oder Eisen und sind daher für eine Metallstruktur, die mit Porzellan beschichtet werden soll, ungeeignet. Die erfindungsgemässen Legierungen besitzen wünschenswerte Eigenschaften, ohne dass sie solche Metalle enthalten, so dass ein aus den erfindungsgemässen Legierungen bereiteter Metallkern ohne Verfärbung mit Porzellan oder Kunststoff beschichtet werden kann.
Die in den erfindungsgemässen Dentalkonstruktionen eingesetzten Metall-Legierungen sind auch aufgrund weiterer Eigenschaften bisher verwendeten Legierungen überlegen, wobei sie sich dann als besonders vorteilhaft herausgestellt haben, wenn der Kern aus der Metall-Legierung mit einer Deckschicht aus Porzellan als zahnimitierendes Material versehen wird. Diese Legierungen zeichnen sich auch durch ihre gute Festigkeit, Härte, Korrosionsbeständigkeit und Oxidationsbe-ständigkeit aus und sind gleichzeitig leichter, fester und härter als Gold. Zweifellos ist der Ausdruck «gut» relativ, steht jedoch in dem hierin verwendeten Sinne für die Eignung auf dem Gebiet der Zahntechnik, für das das Material geeignet ist. Somit bedeuten eine gute Festigkeit und eine gute Härte eine Zugfestigkeit und eine Härte, die besser sind als diejenigen der herkömmlichen Goldlegierungen. Eine gute Korrosionsbeständigkeit ist eine Beständigkeit gegen das Ätzen durch Chlorwasserstoffsäure und Milchsäure, die grösser ist als die der herkömmlichen Nichtedelmetallegierungen, und eine Beständigkeit gegen ein Anätzen durch eine wässrige Natriumchloridlösung, die vergleichbar ist mit derjenigen von üblicherweise verwendeten Dentallegierungen. Eine gute Oxidations-beständigkeit bedeutet, dass die Oberfläche des Metalls während des Bearbeitens nicht in einem solchen Mass oxidiert,
dass die Verbindung mit dem Porzellan erschwert wird.
Die Zugfestigkeit von 6327 bis 10 545 kg/cm2 (90 000 bis 150 000 psi) ist derjenigen von Gold, die 4570 bis 4921 kg/cm2 (65 000 bis 70 000 psi) beträgt, überlegen. Die Rockwell-Härte C von weniger als etwa 35 (Rockwell-Härte B unterhalb etwa 120) ist günstig im Vergleich zu Gold, das eine Rockwell-Härte B von etwa 86 besitzt. Somit besitzen die Legierungen im Vergleich zu Gold überlegene Festigkeits- und Härte-Eigenschaften, sind jedoch nicht so hart, dass das Schleifen und Polieren der Dentalstrukturen zu der gewünschten Form und der gewünschten Oberflächenglätte verhindert wird (die für die erfindungsgemässen Legierungen angegebene Rockwell-Härte C kann zum Vergleich mit Gold unter Anwendung von Standardtabellen und -rechenmethoden in die Rockwell-Härte B umgerechnet werden).
Die den erfindungsgemässen Legierungen eigene gute Korrosionsbeständigkeit kann man an dem geringfügigen Grad der Anätzung erkennen, die man dadurch ermittelt, dass man den Gewichtsverlust nach dem Eintauchen bei Raumtemperatur während 20 Tagen in 0,05gewichtsprozentiger Chlorwasserstoffsäure, 0,lgewichtsprozentiger Milchsäure oder lgewichts-prozentiger Natriumchloridlösung bestimmt. Das Ausmass des Anätzens beim Eintauchen in eine solche Chlorwasserstoffsäurelösung liegt im Bereich von 0,1 bis 0,2 mg/cm2/Tag, während sich in der Milchsäurelösung ein Wert im Bereich von 0,01 bis 0,03 mg/cm2/Tag ergibt, was wesentlich weniger ist als die entsprechenden Werte der derzeit zur Verfügung stehenden Nichtedelmetallegierungen. Der Ätzgrad in einer lge-wichtsprozentigen Natriumchloridlösung liegt in einem Bereich von etwa 0,0015 bis 0,009 mg/cm2/Tag, was vergleichbar und sogar besser ist als die Werte der herkömmlichen Dentalgoldlegierungen, die sich von 0,002 bis 0,01 mg/cm2/Tag erstrek-ken.
Die gute Oxidationsbeständigkeit der erfindungsgemässen Legierungen manifestiert sich in dem geringen Mass der Oxidbildung, die durch die Gewichtzunahme beim Erhitzen während 5 Minuten auf 982° C (1800° F) bestimmt wird. Das Ausmass der Oxidation ist unter solchen Bedingungen im allgemeinen nicht grösser als etwa 0,7 x 10~2 mg/cm2/Minute,
s
10
IS
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
619 134
6
d. h. zu gering, um das Binden der Porzellanschicht zu beeinflussen oder zu erschweren.
Weiterhin kann die Legierung ohne Verlust ihrer ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften erneut eingeschmolzen und vergossen werden, kann mit den derzeit beim Arbeiten mit Gold verwendeten Dentalloten oder mit Nichtedelme-tallegierungsloten verarbeitet werden und kann mit für Dentalzwecke eingesetzten Kunststoffmaterialien, wie Acrylhar-zen, beschichtet werden.
Bei der Zusammensetzung der erfindungsgemässen Legierungen ist nicht nur die genaue Menge des Metallbestandteils von Bedeutung, sondern auch das Verhältnis der bestimmten Bestandteile zueinander. Ein wichtiges Verhältnis ist das Chrom/Nickel-Verhältnis. Wenn der Chromgehalt in bezug auf das Nickel zu gross wird, wird die thermische Ausdehnung der Legierung zu gering, als dass man eine gute Anpassung an das Porzellan erreichen könnte. Wenn der Chromgehalt zu gering wird, zeigt die Legierung im allgemeinen eine wesentlich schlechtere Oxidations- und Korrosions-Beständigkeit, als es eigentlich erwünscht wäre. Es hat sich gezeigt, dass die Legierung wünschenswerte Eigenschaften aufweist, wenn man ein Chrom/Nickel-Verhältnis von 0,24 bis 0,30 und noch bevorzugter von 0,26 bis 0,27 anwendet. Diese Verhältnisse sind neben dem Gesamt-Nickelgehalt der Legierungen zu berück- . sichtigen.
Wie bereits angegeben, ist das Silicium vorzugsweise in einer Menge von etwa 4 bis 5,5 Gew.% vorhanden. Wenn Silicium in einer Menge eingesetzt wird, die wesentlich unterhalb 4 Gew.% liegt, ergibt sich eine Schmelztemperatur der Legierung von mehr als 1316° C (2400° F), was eine unerwünscht hohe Schmelztemperatur darstellt. Wenn der Siliciumgehalt wesentlich über 5,5 Gew.% gesteigert wird, wird die Legierung zu spröde und verliert an mechanischer Festigkeit. Für die angestrebten Zwecke ist es kritisch und wesentlich, dass der Siliciumgehalt der Legierung etwa 6 Gew.% nicht übersteigt.
Durch die Zugabe von Molybdän zu der Legierung aus Nickel, Chrom und Silicium wird die thermische Ausdehnungseigenschaft der Legierung gegen Änderungen stabilisiert, die dann auftreten können, wenn das Material wiederholt gebrannt wird, was erforderlich ist, um das Porzellan während der Herstellung von Jacketkronen, Kronen, Brücken u. dgl. auf das Strukturmetall aufzuschmelzen. Weiterhin verbessert das Molybdän die Korrosionsbeständigkeit.
Durch die Zugabe von Bor oder Mangan wird die Bin-dungsfestigkeit zwischen der Legierung und dem Porzellan gesteigert. Die Zugabe von Mangan beeinträchtigt jedoch die Korrosionsbeständigkeit und kann zu einer Verfärbung des Porzellans führen. Daher wird in den bevorzugten Legierungen Bor verwendet. Es ist jedoch kritisch und von Bedeutung, dass das Bor in einer Menge von nicht mehr als etwa 2 Gew. % eingesetzt wird, da das Bor dazu neigt, die Sprödigkeit der Legierung zu steigern.
Neben der kritischen maximalen Menge des zuzusetzenden Bors besteht eine kritische Beziehung zwischen den relativen Mengen von Silicium und Bor. Somit muss, wenn die Bormenge erhöht wird, die Siliciummenge vermindert werden, innerhalb der Grenzen der Siliciummenge und der Bormenge, die in der erfindungsgemässen Legierung vorhanden sein dürfen, liegt das Bor/Silicium-Verhältnis vorzugsweise zwischen 0,4 und 0,15.
Die zur Anwendung als Strukturmetall vorgesehene Dentallegierung kann geringe Mengen anderer Materialien enthalten, die als Verunreinigungen in den zur Herstellung der Legierung verwendeten Metallen vorhanden sein können. Diese Materialien sind für die erfindungsgemässe Dentallegierung nicht von Bedeutung. Demzufolge bestehen die erfindungsgemässen Legierungen im wesentlichen aus Nickel, Chrom und Silicium neben Molybdän und Bor, wobei bei einer weniger bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Teil des Bors durch Mangan ersetzt ist.
Die Legierung kann in üblicher Weise hergestellt werden, beispielsweise dadurch, dass man die Bestandteile in einen Tiegel aus geschmolzenem Aluminiumoxid einführt und die Bestandteile unter geeignetem Durchmischen schmilzt. Die Legierung kann in geschmolzenem Zustand zur Bildung von Blöcken oder Barren in Formen gegossen werden.
Die zur Verwendung als Strukturmetalle geeigneten erfindungsgemässen Dentallegierungen können als Ersatz für das schwerere und kostspieligere Gold eingesetzt werden, das das herkömmliche Strukturmetall für Dentalzwecke darstellt. Die Legierungen sind in idealer Weise geeignet, wenn die Legierung mit Porzellan verbunden werden soll, was bei der Herstellung von künstlichen Zähnen, Kronen, Brücken u. dgl. erforderlich ist.
Die Legierung kann auch zur Bildung von Deckschichten aus sowohl Kunststoff als auch Porzellan eingesetzt werden. Ihre physikalischen Eigenschaften machen die Legierungen besonders gut geeignet zur Herstellung von Metallkronen, bei denen das Metall den vorbereiteten Zahn vollständig bedeckt, sowie zur Herstellung von Füllungen und Auflagen. Für diese Anwendungszwecke haben sich die erfindungsgemässen Dentallegierungen nicht nur ebenso gut als das bislang angewandte Gold erwiesen, sondern sind in vieler Hinsicht dem Gold überlegen.
Die erfindungsgemässen Dentalkonstruktionen können dadurch hergestellt werden, dass man zunächst einen in geeigneter Weise geformten Metallkern aus der erfindungsgemässen Metallegierung unter Anwendung üblicher Giessverfahren bereitet und anschliessend den Metallkern mit Porzellan überzieht und brennt, um eine gute Verbindung des Porzellans mit dem Metall zu erreichen. Anschliessend können zusätzliche Porzellanschichten aufgetragen und jeweils eingebrannt werden, so dass man einen künstlichen Zahn oder einen sonstigen Zahnersatz erhält.
Der Ausdruck «Porzellan» steht für Dentalporzellan, das dem Fachmann bekannt ist, und umfasst auch Dentalgläser. Sie enthalten im allgemeinen Siliciumoxid, Aluminiumoxid, Natriumoxid, Kaliumoxid und geringe Mengen anderer Oxide.
Normalerweise ist die als erstes auf das Metall aufgetragene Porzellanauflage ein undurchsichtiges Porzellan. Das undurchsichtige Porzellan verhindert, dass man das Metall durch die Enddeckschicht sieht. Undurchsichtige Porzellane sind im Handel erhältlich und enthalten in der Oxidzusammensetzung entweder Zirkonoxid, Zinnoxid, Titanoxid oder Zirkonsilikat als die Durchsichtigkeit verhinderndes Mittel. Das undurchsichtige Porzellan wird normalerweise unter Anwendung herkömmlicher Verfahrensweisen mit weiteren Schichten von Körper-Porzellan und schliesslich mit einer Schicht von Deckschicht-Porzellan beschichtet. Das Körper-Porzellan ist im Handel als Zahnporzellan erhältlich und kann eine geringe Menge eines die Undurchsichtigkeit herbeiführenden Mittels enthalten, während das Deckschicht-Porzellan kein solches die Durchsichtigkeit verhinderndes Mittel enthält.
Die genaue Zusammensetzung der Porzellane ist nicht kritisch, obwohl ganz allgemein die Porzellane unter jenen ausgewählt werden sollten, die Orthoklas-Feldspat als Rohmaterial enthalten. Es ist jedoch wesentlich, dass gewisse Eigenschaften bei der Auswahl eines geeigneten Porzellans beachtet werden. Somit sollten die Porzellane eine maximale Schmelztemperatur von etwa 1010° C (1850° F) und einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 10 x 1CT6 bis 21x10cm/cm/° C aufweisen. Es ist bekannt, dass ein aussagekräftiger einziger Ausdehnungskoeffizient für Porzellane über den breiten Temperaturbereich von etwa Raumtemperatur bis zu etwa 600° C im Gegensatz zu den Metallen nicht be-steht"und dass die Werte der Ausdehnungskoeffizienten nur s
io
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
7
619 134
für engere Temperaturbereiche gültig sind. Die zusammen mit den erfindungsgemässen Metallegierungen verwendeten Porzellane sind jene, deren verschiedene Ausdehnungskoeffizienten innerhalb der oben angegebenen Bereiche liegen, wenn sie für verschiedene Temperaturbereiche bis zu etwa 575 bis 600° C ermittelt werden.
Typische Porzellanzusammensetzungen finden sich in den Standardwerken, wie z. B. in dem Buch von Skinner und Phillips «The Science of Dental Materials», Seite 518, W. B. Saunders Company, Philadelphia und London 1067. Die Zusammensetzungen verschiedener kommerzieller Porzellane sind auf Seite 60 der Doktorarbeit von Jean-Marc Meyer «Contributions à l'Etude de la Liaison Céramometallique des Porcelaines cuites sur Alliages en Prosthèse Dentaire», Universität von Genf, 1971, beschrieben. Geeignete Porzellane schliessen jene ein, deren Zusammensetzungen in der US-PS 3 052 982 beschrieben sind und die folgenden Oxidgehalt aufweisen: 61 bis 67,8 Gew.% Si02, 11,7bis 17,1 Gew.% A1203, 0,1 bis 2,6 Gew.% CaO, 0,1 bis 1,8 Gew.% MgÖ, 2,37 bis 9,6 Gew.% Na20 und 6,7 bis 10,3 Gew.% K20. Die obige Zusammensetzung kann durch Zugabe von Lithiumoxid in Mengen von bis zu 5 Gew.% und durch Vermindern oder Vergrössern des Anteils der anderen Oxide modifiziert werden. Zusätzlich kann das Porzellan dadurch modifiziert werden, dass man 0,05 bis 25 Gew.% eines die Durchsichtigkeit verhindernden Mittels zusetzt und die anderen Oxide hinsichtlich der Menge vermindert oder verändert, so dass man Temperatur- und Ausdehnungs-Eigenschaften innerhalb der gewünschten Grenzen erreicht. Geeignete undurchsichtige Porzellane können Oxidgehalte in den folgenden ungefähren Bereichen aufweisen: Si02 47 bis 63 Gew. %, A1203 10 bis 14 Gew.%, CaO 0,6 bis 1,3 Gew.%, K20 8,5 bis 11 Gew.%, Na20 1,5 bis 5 Gew.%, MgO 0,4 bis 0,8 Gew.% und Sn02 9 bis 25 Gew.%. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die chemische Zusammensetzung des Porzellans gerichtet, so dass irgendein handelsübliches Dentalporzellan oder irgendwelche durch den Fachmann bereitete Porzellanzusammensetzungen für die Dentalkonstruktion verwendet werden können, vorausgesetzt, dass die oben angegebenen Eigenschaften und Anforderungen erfüllt sind.
Von den Porzellanen der oben beschriebenen Art kann man bestimmte Porzellane in bezug auf ihr Bindevermögen an die erfindungsgemässen Legierungen zur Erzielung guter Bindeeigenschaften unter Anwendung empirischer Untersuchungsverfahren auswählen. Eine solche Untersuchimg verwendet Stäbe gleicher Abmessungen aus der Legierung und aus dem Porzellan, vorzugsweise dünne Stäbe mit einer Länge von etwa 5 cm (2 inches). Die Stäbe werden von Raumtemperatur auf etwa 600° C erhitzt, wonach man ihre Länge bei 575° C misst. Die Porzellanstäbe, deren Länge innerhalb eines Bereiches von 6% der Länge der Legierungsstäbe liegt, werden als gutes Material mit guten Bindungseigenschaften zur Bildung einer Deckschicht auf der Legierung angesehen.
Bei der Herstellung der erfindungsgemässen Dentalkonstruktion aus der erfindungsgemässen Legierung wird der Metallkern dadurch geformt, dass man die Legierung in Formen für das Wachsausschmelz-Verfahren giesst, die man zuvor unter Anwendung herkömmlicher Verfahrensweisen bereitet hat. Dann bringt man die erfindungsgemässe Metallegierung in Form von Granalien oder Stückchen in einen Tiegel ein und erhitzt in üblicher Weise bis die Legierung schmilzt. Die Legierungsschmelze wird unter Anwendung üblicher Verfahrensweisen und Vorrichtungen, beispielsweise unter Verwendung einer Schleudergussvorrichtung vergossen, so dass man ein Gussstück erhält, das grob der für den Kern erwünschten Form entspricht. Dann wird das Gussstück in üblicher Weise weiterverarbeitet und auf die Endform geschliffen und getrocknet.
Nach dem Schleifen werden die Bereiche des Metallkerns, die das Porzellan aufnehmen sollen, mit einem Quarzschleifmittel sandgestrahlt, während die nicht mit Porzellan zu bedeckenden Schultern poliert werden. Die Kerne werden dann ■ für kurze Zeit (vorzugsweise etwa 5 Minuten) in Fluorwasserstoffsäure eingetaucht, dann in destilliertem Wasser gespült und anschliessend gereinigt, was vorzugsweise unter Einwirkung von Ultraschall in destilliertem Wasser erfolgt, und anschliessend getrocknet. Die Kerneinheiten können dann mit dem Porzellan versehen werden.
Dann trägt man das Porzellan, vorzugsweise ein undurchsichtiges Porzellan der oben beschriebenen Zusammensetzung, auf den sandgestrahlten Bereich des Metallkerns auf. Der in dieser Weise behandelte Kern oder die in dieser Weise behandelten Kernflächen werden (a) an der Luft getrocknet, (b) in einen auf 649° C (1200° F) vorerhitzten Ofen eingebracht und (c) zunächst im Vakuum (660 bis 737 mm Hg (26 bis 29 inches Hg)) durch Steigen der Temperatur mit einer Geschwindigkeit von etwa 50 bis 55,6°C/Minute (90—100°F/min) auf etwa 927° C (1700° F) und dann in der Luft gebrannt, indem man mit Luft belüftet und das Erhitzen bis etwa 1004 bis 1010° Ç (1840 bis 1850° F) fortsetzt, so dass man eine Dentalkonstruktion erhält, die einen in geeigneter Weise geformten Metallkern mit einer damit verbundenen Porzellanauflage umfasst, wonach man die Dentalkonstruktion aus dem Ofen entnimmt und bei Raumtemperatur abkühlt.
Obwohl eine gute Verbindung zwischen der erfindungsgemässen Metallegierung und dem Porzellan mit dem oben definierten Ausdehnungskoeffizienten erreicht wird, kann man durch die Anwendung eines Bindemittels eine überlegene chemische Bindung erreichen, die der Dentalkonstruktion eine noch grössere Beständigkeit gegen eine Ablösung des Porzel-lans unter Belastung verleiht. Die genaue Natur des Bindemittels ist nicht kritisch, und man kann irgendein geeignetes Bindemittel verwenden. Eines der bevorzugten Bindemittel ist ein in einem organischen Trägermaterial vorliegendes Alumini-um-Bor-Bindemittel. Eine weitere Zubereitung ist eine 30pro-zentige Zubereitung aus Aluminium und Bor im Verhältnis von 2:1 in Vaseline, wie es genauer im Schweizer Patent Nr. 606 459 beschrieben ist.
Wenn ein Bindemittel verwendet wird, werden die Verfah-rensmassnahmen nach dem Schleifen des Gussstücks verändert und können in der Weise durchgeführt werden, wie es im folgenden genauer im oben erwähnten Patent beschrieben ist. Der geschliffene Kern wird unter Einwirkung von Ultraschall mit destilliertem Wasser gereinigt und getrocknet. Dann wird das Bindemittel auf jenen Bereich des Metallkerns aufgetragen, der mit Porzellan beschichtet werden soll. Man lässt das Bindemittel trocknen und brennt es auf dem Kern ein, indem man den behandelten Metallkern in einen auf 649° C (1200° F) vorgeheizten Ofen einbringt und anschliessend die Temperatur des Ofens unter Anwendung einer Luftatmosphäre auf 1010° C (1850° F) bringt. Dann entnimmt man den Kern aus dem Ofen und lässt ihn auf Raumtemperatur abkühlen. Nach dem Abkühlen wird das überschüssige Bindemittel mechanisch entfernt und der Kern anschliessend gereinigt und getrocknet, so dass man eine Dentalkonstruktion erhält, die einen in geeigneter Weise geformten Metallkern und eine damit verbundene Porzellanauflage umfasst. Es können auch andere Methoden, die für das ausgewählte Bindemittel geeignet sind, angewandt werden.
Im allgemeinen werden zusätzliche Porzellanschichten auf die genannte Dentalkonstruktion aufgebrannt, um eine Dentalkonstruktion zu erhalten, die einen ästhetisch angenehmen künstlichen Zahn oder einen anderen Zahnersatz darstellt. Die zusätzlichen Porzellanschichten werden mit Hilfe eines Zahnporzellans, das die Hauptmasse des Körpers des künstlichen
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
619134
8
Zahns ausmacht, und einem Schneidenporzellan oder Deckschichtporzellan gebildet, das den Aussenseiten und Rändern ihren durchscheinenden Charakter verleiht. Bei der Herstellung einer Dentalkonstruktion, die einen ästhetisch angeneh- * men Zahnersatz darstellt, werden mehrere Schichten aus Zahnporzellan und anschliessend mehrere Schichten aus Deckschichtporzellan auf die Dentalkonstruktion aufgetragen, die eine Auflage aus undurchsichtigem Porzellan aufweist, und werden durch Erhitzen im Vakuum (660 bis 737 mmHg) (26—29 inches Hg) auf 649 bis 927° C (1200 bis 1700°F) und durch anschliessendes Erhitzen an der Luft auf 982° C (1800° F) und Abkühlen auf Raumtemperatur in getrennten, nacheinander folgenden Massnahmen aufgebracht. Es kann mehr als ein Brennvorgang erforderlich sein. Die in dieser Weise erhaltene Dentalkonstruktion ist für Zahnprothesen geeignet.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung:
Beispiel 1
Man beschickt einen Tiegel aus geschmolzenem Aluminiumoxid mit 1,4 g Borpülver, 4,1 g teilchenförmigem Silicium in Form von kleinen Blöcken, 4,2 g Molybdän und 19,0 g Chrom in Plattenform. Dann gibt man 71,3 g Nickelgranalien zu. Man erhitzt den Tiegel dann durch Induktionsheizung in einer Ar-gonatmoshäre, um die Oxidation zu verhindern. Der Tiegelinhalt wird auf eine Temperatur von etwa 1600° C gebracht, wonach man die Schmelze sich auf etwa 500° C abkühlen lässt und man die feste Legierung entnimmt.
Die aus dieser Legierung gegossenen Teststäbe besitzen eine Zugfestigkeit von 9280 kg/cm2 (132 000 psi), eine Streckgrenze von 7733 kg/cm2 (110 000 psi), einen Elastizitätsmodul von 1,75 x 106 kg/cm2 (27 x 106 psi), eine Dehnung von 1,45% und eine Rockwell-Härte B von 106 RB. Die Legierung besitzt ferner eine Schmelztemperatur im Bereich von 1232 bis 1260° C (2250 bis 2300° F) und eine Giesstem-peratur von 1316° C (2400° F).
Der thermische Ausdehnungskoeffizient dieser Legierung betrug 13,5 x IO-6 cm/cm/° C.
Teile der in der obigen Weise bereiteten Legierung werden unter Anwendung des üblichen Wachsausschmelz-Verfahrens auf ihre Giesseigenschaften hin untersucht. Es zeigt sich, dass die Legierung sich gut vergiessen lässt.
Unter Anwendung von Standardmethoden werden Teile der Legierung zur Herstellung von Metallkronen und -brücken sowie zur Herstellung von mit Porzellan verbundenen Kronen und Brücken, bei denen das Porzellan an das Metall angeschmolzen wird, verwendet. Es ist keine Verfärbimg des Porzellans zu beobachten und man erzielt eine gute Bindung.
Die Legierung kann auch zur Herstellung von mit Kunststoffen verbundenen Kronen und Brücken verwendet werden, wozu man die üblichen Methoden zur Herstellung solcher Produkte anwendet.
Beim Bearbeiten der Legierung ist es vorzuziehen, eine Sauerstoff-Gas-Hamme statt einer Sauerstoff-Acetylen-Flamme für das Schmelzen zu verwenden, obwohl man die letztere bei Anwendung entsprechender Vorsicht benutzen kann.
Beispiel 2
Unter Anwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Technik wird eine Dentallegierung folgender Zusammensetzung hergestellt:
Nickel
Chrom
Molybdän
Silicium
Mangan
67,8 Gew.% 22,0 Gew. % 4,2 Gew.% 5,0 Gew.% 1,0 Gew.%
Die Legierung besitzt eine Zugfestigkeit von 8330 kg/cm2 (118 500 psi), eine Streckgrenze von 5976 kg/cm2 (85 000 psi), einen Elastizitätsmodul von 1,68 x 106 kg/cm2 (24 x 10® psi), eine Dehnung von 3,5% und eine Rockwell-5 Härte B von 98 RB.
Diese Legierung besass einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 13,6 x IO-6 cm/cm/° C.
Es zeigte sich, dass sich die Legierung unter Anwendung io des Wachsausschmelz-Verfahrens sehr gut vergiessen und zur Herstellung von mit Porzellan verbundenen Kronen und Brük-ken und zur Herstellung von an Kunststoff gebundenen Kronen und Brücken verwenden lässt. Es sind keine Flecken auf dem Porzellan des mit Porzellan verbundenen Metalls festzu-15 stellen. Weiterhin erreicht man sehr gute Bindefestigkeiten.
Beispiel 3
In den folgenden Tabellen I und II sind Zahlenwerte ange-20 geben, die einen Vergleich der Korrosionsbeständigkeit und der Oxidationsbeständigkeit der Legierungen der Beispiele 1 und 2 mit der Korrosionsbeständigkeit und der Oxidationsbeständigkeit repräsentativer, derzeit im Handel erhältlicher Materialien ermöglichen. Damit vergleichbare Ergebnisse erreicht 25 werden, werden sämtliche bei dem Oxidationstest und dem Korrosionstest untersuchte Proben in gleicher Weise hergestellt. Die Proben werden auf ihre Giesstemperatur erhitzt und an der Luft unter Anwendung des üblichen Wachsausschmelz-Verfahrens vergossen. Die Gussstücke werden nach 30 dem Abkühlen auf Raumtemperatur mit Schleifpapier auf einem 600-Schleifstaub (600 grits) zugeschliffen und dann mit Baumwolltüchern unter Verwendung von 0,3 um Aluminiumoxid-Polierpulvern poliert.
Zur Untersuchung der Korrosionsbeständigkeit (Tabelle I) 35 werden die polierten Proben in Wasser und anschliessend in Aceton gewaschen. Die Proben werden dann an der Luft auf 538° C (1000° F) erhitzt und anschliessend zum Abkühlen in einen Exsikkator eingebracht. Dann werden die Proben in wässrige Lösungen der angegebenen Konzentration einge-40 taucht und verbleiben dort bei Raumtemperatur während 20 Tagen. Die Proben werden dann getrocknet, gewogen und es wird der Gewichtsverlust berechnet.
In der die Korrosionsbeständigkeit betreffenden folgenden 45 Tabelle I sind auch Werte für menschlichen Zahnschmelz, Dentalamalgam und eine Kupfer-Zink-Dentallegierung angegeben. Diese Werte sind die von Kazuo Nagai in dem Journal of Nihon University School of Dentistry, Tokyo, Japan, Volume 11, Ausgabe Nr. 4,1969, publizierten. Der Autor dieser 50 Veröffentlichung gibt bei der Beschreibung seiner Probenherstellung an, dass die Proben entsprechend den Herstellerangaben vergossen und poliert wurden.
Zur Untersuchung der Oxidationsbeständigkeit (Tabelle II) werden die polierten Proben dann mit Wasser und anschlies-55 send mit Aceton gewaschen. Die Proben werden dann an der Luft auf 538° C (1000°F) erhitzt und anschliessend in einen Exsikkator eingebracht. Nach dem Abkühlen werden die Proben gewogen, und es wird das Gewicht notiert. Die Proben werden dann in einen kleinen Ofen (mit den Abmessungen 60 7,62 x 7,62 x 3,81 cm) (3 x 3 x 1V2 inch) eingebracht und während 5 Minuten auf eine Temperatur von 982° C (1800° F) erhitzt. Dabei wird der Ofen vor dem Einbringen der Proben auf die Temperatur von 982° C (1800° F) gebracht. Nach dem Erhitzen während 5 Minuten werden die Proben entnommen 65 und erneut in einen Exsikkator eingebracht und abgekühlt. Die Proben werden dann gewogen, und es wird das Gewicht festgestellt, wobei der Gewichtsunterschied ein Mass für den Grad der Oxidation darstellt.
F
619 134
Tabelle I
Vergleich der Korrosionsbeständigkeit in wässrigen Lösungen von Chlorwasserstoffsäure, Milchsäure und
Natriumchlorid
0,05 Gew.% HCl
1 Gew.% Milchsäure 1 Gew. % NaCl
Gewichtsverlust*
CERAMCO CERAMCO ULTRATEK1 CERAMCO CERAMCO menschlicher Almagam3 Cu-Zn-
Nichtedel- Nichtedel- Nichtedel- BAK-ON2 BAK-ON2 Zahnschmelz3 iLegie-
metall- metall- metall- Gelbgold Weissgold rung3
legierung von legierung von legierung Beispiel 1 Beispiel 2
0,111 0,0239
0,184 0,0166
0,203 0,0164
0,0188 0,0183
0,0211 0,0269
40,60 94,20
0,0080 0,0020 0,0568 0,0104 0,0029
1 ULTRATEK = ein Produkt der American Précision Metals, 1777 Murchison Driver'Burlingame, Kalifornien 94010, USA;
2 BAK-ON = Warenzeichen der Firma Ceramco, Inc., 31-16 Hunters Point Ave., Long Island City, N.Y., USA;
3 Werte erhalten von Kazuo Nagai, Journal of Nihon University, School of Dentistry, Tokyo, Japan, Vol. 11, Ausgabe Nr. 4,1969.
* Der Gewichtsverlust ist in mg/cm2/Tag angegeben, der sich ergibt, wenn man die Probe bei Raumtemperatur im Laboratorium während 20 Tagen in die angegebene Lösung eintaucht.
0,94 0,83 0,39
1,01 0,68 0,073
Tabelle II
Oxidationsbeständigkeit in mg/cm2/Minuten
CERAMCO CERAMCO ULTRATEK CERAMCO CERAMCO Nichtedel- Nichtedel- Nichtedel- BAK-ON BAK-ON metallegierung metallegierung metallegierung Gelbgold Weissgold NnJ Ni\_2
Gewichtszunahme pro Flächeneinheit und Zeiteinheit
(mg/cm2/Minute) 0,4765 x 10"2 0,6367 x 10"2 0,7210 XlO"2 0,2885 x ir2 0,3551 x 1(T2
Beispiel 4 gierungen hergestellt, die die in der folgenden Tabelle III an-
Unter Anwendung ähnlicher Verfahrensweisen werden Le- gegebenen Zusammensetzungen und Eigenschaften aufweisen.
Tabelle III
Zusammensetzung (Gewichtsprozent
Legierung Legierung Legierung Legierung
A B C D
Ni 71,3
Cr 19,1
Si 4,0
Mo 4,1
B 1,5
Zugfestigkeit, kg/cm2 (psi) 7930
(112800)
Dehnung, % 1,0
Härte (Rc) 33
Dann werden Legierungsproben in bezug auf ihre Schneid-, Schleif- und Polier-Eigenschaften wie folgt untersucht:
a) Schneideigenschaften: Man untersucht die Schneideigenschaften mit einer Hochgeschwindigkeitsdrehbank, die mit einer Schneidscheibe (Dedco, eine Carborundscheibe, hergestellt von der Dental Development & Manufacturing Corp., Brooklyn, New York) ausgerüstet ist;
b) Schleifeigenschaften: Man untersucht die Schleifeigen-schaften mit einem Silikatschleifstein (Shofu Dura Green sto-ne, ein Produkt der Shofu Dental Corp., Menlo Park, California, USA), gefolgt von einer Behandlung mit einem Alumi-niumoxid-Schleifstein (Shofu Dura White Stone, einem Produkt der Shofu Dental Corp., Menlo Park, California, USA);
71,3
71,3
71,3
19,1
19,1
19,1
4,1
4,6
5,1
4,1
3,7
3,5
1,4
1,3
1,0
8998
9538
10272
(128000)
(135670)
(146120)
1,25
1,45
1,8
31
28
26
55 c) die Poliereigenschaften untersucht man dadurch, dass man nacheinander mit
1) einem Aluminiumoxidschleifstein (Shofu Dura White Stone),
2) mit einer Schwabbelscheibe (Dedco light glaze wheel) mit einem 25 ßm Aluminiumoxidpulver,
3) mit 3,81 cm (1,5 inch)-Filzscheiben mit 9,5 ^m-Alumi-niumoxid und
4) mit Filzscheiben und Diamantenpaste poliert.
Die obigen Eigenschaften werden im Fall von Goldlegie-65 rungen als «leicht» klassifiziert, während sich für die Legierungen C und D eine «mittlere» Bewertung und für die Legierungen A und B eine Bewertung «hart» ergibt, wobei die letztere zum Polieren die Diamantpaste erfordert.
619 134
10
Untersucht man die Legierung B nach der in Beispiel 3 beschriebenen Weise auf ihre Korrosionsbeständigkeit, so zeigt sich in 0,05gewichtsprozentiger Chlorwasserstoffsäure ein Gewichtsverlust von 0,111 mg/cm2/Tag, in l,0gewichtsprozen-tiger Milchsäure ein Gewichtsverlust von 0,0239 mg/cm2/Tag und in einer l,Ogewichtsprozentigen wässrigen Natriumchloridlösung ein Gewichtsverlust von 0,0080 mg/cm2/Tag. Untersucht man die Legierung B unter Anwendung der in Beispiel 3 beschriebenen Verfahrensweise auf ihre Oxidationsbeständigkeit, so zeigt das Material eine Gewichtszunahme von 0,4765 x 10"2 mg/cm2/min.
Es zeigt sich, dass sämtliche Legierungen eine thermische Ausdehnung aufweisen, die vergleichbar ist mit derjenigen von Goldlegierungen.
Beispiel 5
Man beschickt einen Tiegel in der folgenden Reihenfolge mit (1) 21,5 kg (47 pounds) Nickel-Granalien, (2) 1,27 kg (2,8 pounds) Borblöcken, 3,7 kg (8,2 pounds) Siliciumblöcken und 3,7 kg (8,2 pounds) Molybdänplatten, (3) 11,5 kg (25,4 pounds) Chromplatten und (4) 21,5 kg (47,5 pounds) Nickelgranalien, wonach man den Tiegel in einer Argonatmosphäre, um die Oxidation zu verhindern, auf eine Temperatur zwischen etwa 1400° C und 1600° C erhitzt, um den Inhalt zu schmelzen. Nachdem man die anfängliche Schmelze erhalten hat, gibt man 5,8 kg (12,8 pounds) Chrom und 21,6 kg (47,6 pounds) Nickel in den Tiegel und setzt das Erhitzen auf 1482° C (2700° F) fort, so dass man eine vollständi geschmolzene Legierung erhält. Man giesst die Schmelze in Harzformen, die Stäbe mit einem Durchmesser von 0,79 cm (5/16 inch) ergeben.
Die Zusammensetzung der Legierung ist in der folgenden Tabelle angegeben, wobei die anfängliche Zusammensetzung dem Gewicht des zugesetzten Rohmaterials und die Endzusammensetzung dem Gewicht der Elemente bei der Analyse der Legierung entsprechen. Der Unterschied zwischen der Anfangszusammensetzung und der Endzusammensetzung ist teilweise eine Folge der Tatsache, dass die Endzusammensetzung mit analytischen Daten angegeben ist, und teilweise eine Folge von bei den erhöhten Temperaturen auftretenden Veränderungen.
Legierungszusammensetzung (Gew.%)
anfängliche Endlegierung
Legierung
Nickel
71,3
69,63
Chrom
19,1
19,40
Silicium
4,1
3,87
Molybdän
4,1
4,24
Bor
1,4
1,36
Kohlenstoff
-
0,04
Aus den Stäben bereitet man Barren (mit einem Durchmesser von etwa 1 cm), die man zu Zugfestigkeits-Prüfstäben vergiesst, die zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften eingesetzt werden. Hierbei ergeben sich folgende Werte:
s
Zugfestigkeit 8085 kg/cm2 (115000 psi)
Streckgrenze 6330 kg/cm2 (90000 psi)
Dehnung 1,0 bis 1,1%
io Einige der Barren verwendet man zur Herstellung von Kronen, die auf ihre Härte untersucht werden. Die Rockwell-Härte C beträgt 31 Rc.
Getrennt durchgeführte Schmelzpunktsbestimmungen ergeben die folgenden Schmelzbereiche: 1177 bis 1184° C (2150 15 bis 2265°F), 1149 bis 1204°C (2100 bis 2200°F) und 1130 bis 1188° C (2066 bis 2170°F).
Zur Ermittlung der Porzellan-Metall-Bindefestigkeit wird ein handelsübliches, undurchsichtiges Porzellan (CERAMCO, Produkt der Firma CERAMCO, INC., Long Island City, New 20 York, USA) um einen gegossenen Legierungsstab (14 gauge) beschichtet und bei etwa 1010° C (1850° F) eingebrannt, so dass man Porzellanscheiben mit einer Dicke von 1,397 bis 2,083 mm (0,055 bis 0,082 inch) erhält. Die Scheiben werden auf Zahnzement befestigt, wonach man eine Zugbelastung mit 25 einer Kreuzkopfgeschwindigkeit von 0,05 cm/min einwirken lässt. Die durch Dividieren der Zugbelastung durch die gemessene Verbindungsoberfläche berechneten Belastungswerte zeigen Bindungsfestigkeiten von wesentlich mehr als 513 kg/cm2 (7300 psi).
30 Bei der Untersuchung von Proben der Legierungen durch einen Zahntechniker zeigen sich die Materialien als Dentallegierung zufriedenstellend. Die Legierung kann unter Verwendung des Gas/Sauerstoff-Brenners und unter Anwendung eines Sauerstoffdrucks von bis zu etwa 0,63 kg/cm2 (9 pounds 35 per square inch) gut geschmolzen und vergossen werden. Es zeigt sich, dass die Legierung das wiederholte Auftragen und Einbrennen des Porzellans verträgt, ohne dass eine Verfärbung des Porzellans erfolgt. Die aus der Legierung gegossenen Kronen passen nach dem Entfernen der Form und der Metallreste 40 ohne Schwierigkeiten auf die ursprünglichen Formen. Die Legierung zeigt auch gute Löt-, Schneid-, Schleif- und Polier-Ei-genschaften.
Beispiel 6
45 Unter Anwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise werden Legierungen der in der folgenden Tabelle IV angegebenen Zusammensetzungen hergestellt. Diese Legierungen werden für die Anwendungszwecke angegeben, die in der als «Anwendungen» bezeichneten Spalte angegeben sind. 50 Bei jeder Anwendung verhält sich die Legierung gut, wenn man sie den üblichen Techniken unterwirft, die in den Zahnlaboratorien angewandt werden.
Tabelle IV
Legierung Ni Cr Mo Si Mn B Anwendungen*
Nr.
1
70,42
19,01
4,20
5,49
0,68
0,20
MCB, PCB, PLCB
2
70,42
19,01
4,20
5,49
0,88
MCB, PCB, PLCB
3
71,65
19,09
4,22
4,02
1,02
MCB, PCB, PLCB
4
71,65
19,14
4,38
3,52
1,31
MCB, PCB, PLCB
5
71,09
19,14
4,32
3,90
1,55
MCB, PCB, PLCB
6
70,94
18,90
4,17
4,50
1,49
MCB, PCB, PLCB
7
70,59
18,81
4,15
4,95
1,50
MCB, PCB, PLCB
8 MCB = Metallkronen und -brücken PCB = Porzellankronen und -brücken PLCB = Kunststoffkronen und -brücken
11
619 134
Die in der Tabelle IV angegebenen Legierungen besitzen die in der folgenden Tabelle V angegebenen physikalischen Eigenschaften:
Tabelle V Physikalische Eigenschaften
Legierung
Zustand der
Zugfestigkeit,
Streckgrenze,
Dehnung,
Härte
Schmelzpunkt, °C (°F)
Nr.
Probe kg/cm2 (psi)
kg/cm2 (psi)
(%)
(Rb)
l(a)
im vergossenen
6327
5624
2,5
102
1232-1260 (2250-2300)
Zustand
(90000)
(80000)
l(b)
nach dem Erhitzen
7030
3867
11,0
94
1232-1260 (2250-2300)
während 5 min auf
(100000)
(55000)
1010°C (1850°F)*
2
im vergossenen
7311
5202
4,3
97.
1232-1260 (2250-2300)
Zustand
(104000)
(74000)
3
im vergossenen
8485
5483
2,76
103,4
1232-1260 (2250-2300)
Zustand
(120700)
(78000)
4
im vergossenen
7943
5483
1,60
103,5
1232-1260(2250-2300)
Zustand
(113000)
(78000)
5(a)
im vergossenen
8647
6327
1,24
106,7
1204-1232 (2200-2250)
Zustand
(123000)
(90000)
(b)
nach dem Erhitzen
8225
6116
1,96
105
1204-1232 (2200-2250)
während 10 min auf
(117000)
(87000)
982°C (1800°F)*
8436
6397
1,64
106,3
1204-1232 (2200-2250)
6
im vergossenen
(120000)
(91000)
Zustand
7684
7663
0,5
108,6
1204-1232 (2200-2250)
7
im vergossenen
(109300)
(109000)
Zustand
* Nach dem Vergiessen und dem Abkühlen auf Raumtemperatur wird die Probe während der angegebenen Zeit auf die angegebene Temperatur erhitzt und anschliessend vor Durchführung der Bestimmungen auf Raumtemperatur abgekühlt.
Beispiel 7
Man bringt eine Granalie der Nichtedelmetallegierung der in Beispiel 5 beschriebenen Zusammensetzung mit einem Gewicht von etwa 8 g in einen Tiegel, der eine zuvor in herkömmlicher Weise nach dem Wachsausschmelzverfahren bereitete Ringform enthält. Das Material wird einem Gas/Sauerstoff-Brenner unter Anwendung eines Sauerstoffdrucks von etwa 0,63 kg/cm2 (9 psi) erhitzt, bis die Legierung schmilzt. Der Ring wird dann in den Behälter einer Schleudergussvorrichtung eingebracht, und das geschmolzene Metall wird in üblicher Weise vergossen, so dass man das gewünschte Gussstück aus der Nichtedelmetallegierung erhält. Anschliessend kühlt man das Gussstück unter Anwendung üblicher Verfahrensweisen ab, entnimmt es aus der Form, richtet es zìi und schleift es zunächst mit einem Silikatschleifstein (Shofu Dura Green Stone) und dann mit einem Aluminiumoxidpulver (Shofu Dura White Stone), so dass man einen in geeigneter Weise geformten Kern aus einer Nichtedelmetallegierung erhält.
Der Metallkern wird dann auf den mit Porzellan zu bedek-kenden Bereichen mit einem Quarzschleifmittel sandgestrahlt und poliert, um den Schultern und den nicht mit dem Porzellan zu bedeckenden Bereichen eine glatte Oberfläche zu verleihen. Dann wird der Metallkern während etwa 5 Minuten in Fluorwasserstoffsäure eingetaucht, mit destilliertem Wasser gespült, unter Einwirkung von Ultraschall mit destilliertem Wasser während etwa 15 Minuten gereinigt und dann entnommen und getrocknet.
Unter Anwendung üblicher Verfahrensweisen trägt man ein undurchsichtiges Porzellan mit einer chemischen Zusammensetzung aus 55 Gew.% Si02,11,65 Gew.% A1203, 9,6 Gew. % K20, 4,75 Gew. % Na20, 0,16 Gew. % Zr02, es 15 Gew.% Sn02, 0,04 Gew.% Rb20, 0,26 Gew.% ZnO und 3,54 Gew. % B203, C02 und H20 auf die sandgestrahlten Bereiche auf und trocknet das Material bei erhöhten Temperaturen, indem man es in der Nähe der Türe des Ofens anordnet. Der getrocknete Metallkern mit einem Überzug aus dem undurchsichtigen Porzellanmaterial wird in einen auf 649° C (1200° F) vorerhitzten Ofen eingebracht und anschliessend im Vakuum (660 bis 737 mm Hg (26 bis 29 inches Hg)) auf 927° C (1700° F) erhitzt. Bei einer Temperatur von 927° C (1700° F) belüftet man und setzt das Erhitzen an der Luft fort, bis man eine Temperatur von 1010° C (1850° F) erreicht und man die gewünschte Dentalkonstruktion erhält, die einen in geeigneter Weise geformten Metallkern mit daran gebundener Porzellanauflage umfasst.
Man lässt die in dieser Weise bereitete Dentalkonstruktion sich abkühlen und beschichtet sie nacheinander mit mehreren Schichten aus Körper- oder Zahnporzellan der folgenden chemischen Zusammensetzung: 62,2 Gew.% Si02,13,4 Gew.% A1203, 0,98 Gew.% CaO, 11,3 Gew.% KzO, 5,37 Gew.% Na20, 0,34 Gew.% Zr02, 0,5 Gew.% Sn02, 0,06 Gew.% Rb20 und 5,85 Gew.% B203, C02 und H20, wonach man eine Schicht aus Deckporzellan mit ähnlicher Zusammensetzung, das jedoch kein Zinnoxid enthält, aufbringt und wobei man nach jedem Auftrag die Schicht einbrennt, indem man sie in einem Vakuum von 660 bis 737 mm Hg (26 bis 29 inches Hg) auf eine Temperatur von 649 bis 927° C (1200 bis 1700° F) und anschliessend an der Luft auf 982° C (1800° F) erhitzt, worauf man das Material abkühlen lässt und eine Dentalkonstruktion erhält, die einem künstlichen Zahn entspricht. Erforderlichenfalls wird der Zahn nachbehandelt, wonach man die Endglasur aufträgt, indem man an der Luft auf eine Temperatur von 649 bis 982° C (1200 bis 1800° F) erhitzt und das Material anschliessend abkühlt. Der Zahn wird fertiggestellt und poliert, so dass man einen ästhetisch zufriedenstellenden künstlichen Zahn erhält, der einen mit Porzellan verbundenen Metallkern umfasst.
40
45
50
55
619 134
12
Beispiel 8
In ähnlicher Weise zu der in Beispiel 7 beschriebenen Arbeitsweise bereitet man zunächst einen in geeigneter Weise geformten Kern aus einer Nichtedelmetallegierung.
Anschliessend trägt man das in dem oben erwähnten Patent beschriebene Aluminium-Bor-Bindemittel der obigen Zusammensetzung durch Aufstreichen auf die Bereiche des Metalls auf, die mit dem Porzellan bedeckt werden sollen. Man bringt den mit dem Bindemittel versehenen Kern in einen Ofen mit einer Temperatur von 649° G (1200° F) ein und steigert die Temperatur an der Luft auf 1010° C (1850° F), wonach man den Kern aus dem Ofen entnimmt und ihn abkühlen lässt. Nach dem Abkühlen schruppt man den Metallkern mit einer Zahnbürste und Wasser, bringt ihn anschliessend in destilliertes Wasser ein und behandelt ihn während 5 Minuten unter Einwirkung von Ultraschall, entnimmt ihn dann und trocknet ihn.
Der in dieser Weise erhaltene Metallkern wird mit einem undurchsichtigen Porzellan bedeckt und in der in Beispiel 7 s beschriebenen Weise gebrannt, so dass man eine Zahnkonstruktion erhält, die einen in geeigneter Weise geformten Metallkern aufweist, an den eine Porzellanauflage gebunden ist. Die in dieser Weise erhaltene Dentalkonstruktion wird anschliessend mit Körper-Porzellan und Deck-Porzellan nach-io einander beschichtet und jeweils eingebrannt und dann nach der in Beispiel 7 beschriebenen Weise fertiggestellt, so dass man einen künstlichen Zahn erhält, der einen Metallkern aufweist, an das Porzellan gebunden ist und der gute ästhetische Eigenschaften besitzt.
s

Claims (12)

  1. 619 134
    2
    PATENTANSPRÜCHE
    1. Dentalkonstruktion mit einem Kern aus einer Metall-Legierung und einer damit verbundenen zahnimitierenden Deckschicht, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern aus einer Nichtedelmetall-Legierung mit einer Schmelztemperatur im Bereich von 1121 bis 1288° C und einem Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 13,5 X10-6 bis 13,8 x IO-6 cm/cm/° C besteht.
  2. 2. Dentalkonstruktion nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nichtedelmetall-Legierung des Kernes eine Nickel-Chrom-Silicium-Legierung ist, die als wesentliche Bestandteile nicht mehr als 7 Gew.% anderer Elemente enthält.
  3. 3. Dentalkonstruktion nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung die folgenden wesentlichen Bestandteile enthält:
    a) den Metallkern durch Vergiessen einer Nichtedelme-tall-Legierung mit einer Schmelztemperatur im Bereich von 1121 bis 1288° C und einem Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 13,5 x 1CT6 bis 13,8 x 1CT6 cm/cm/0 C herstellt, 5 b) auf die Oberfläche des Metallkernes eine Porzellandeckschicht aufbringt, indem man ein Porzellan mit einem Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 10 x KT6 bis 21 x 10-6 cm/cm/° C aufträgt, und c) das Porzellan durch Brennen auf dem Metallkern befestigt.
  4. 10. Legierung für Dentalzwecke zur Durchführung des Verfahrens gemäss Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Legierung ist, welche die folgenden wesentlichen Bestandteile enthält:
    Bestandteil Menge in Gew.%
    10
    Bestandteil
    Menge in Gew. %
    20
    Chrom
    Silicium
    Molybdän
    Bor
    Nickel
    15 -23,5 3,5- 6 3-5 0,2- 2 65 -75
  5. 4. Dentalkonstruktion nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung ein Gewichtsverhältnis von Chrom zu Nickel von 0,24 bis 0,30 aufweist, und eine Zugfestigkeit von mindestens 6327 kg/cm2 besitzt.
  6. 5. Dentalkonstruktion nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung im wesentlichen aus den in der Folge angegebenen Bestandteilen zusammengesetzt ist:
    Nickel
    Chrom
    Silicium
    Molybdän
    Bor
    65 -75 15-23,5 3,5- 6 3-5 0,2- 2
    25
    und dass die Schmelztemperatur der Legierung im Bereich von 1121 bis 1288° C liegt, sie eine Zugfestigkeit von mindestens 6327 kg pro cm2 und einen Ausdehnungskoeffizienten-im Be-30 reich von 13,5 x 10"fi bis 13,8 x 107-6 cm/cm/° C besitzt.
  7. 11. Legierung gemäss Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in ihr das Gewichtsverhältnis von Chrom zu Nickel im Bereich von 0,24 bis 0,30 liegt.
  8. 12. Legierung gemäss Patentanspruch 10, dadurch gekenn-35 zeichnet, dass sie die folgenden wesentlichen Bestandteile enthält:
    40 Bestandteil
    Menge in Gew. %
    Bestandteil
    Menge in Gew. %
    Nickel
    Chrom
    Silicium
    Molybdän
    Bor
    69-72 18-20 4- 5,5 4- 4,5 1- 1,5
    und dass die Legierung ferner vorzugsweise ein Gewichtsverhältnis von Chrom zu Nickel im Bereich von 0,25 bis 0,26 aufweist, und eine Zugfestigkeit von mindestens 6327 kg/cm2 besitzt.
  9. 6. Dentalkonstruktion nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Kern aus der Metall-Legierung verbundene zahnimitierende Deckschicht eine Porzellandeckschicht ist, die einen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 10,33 X 10~6 bis 20,25 x 1CT6 cm/cm/° C besitzt.
  10. 7. Dentalkonstruktion nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Porzellan unter Druckspannung steht.
  11. 8. Dentalkonstruktion nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkern mit Hilfe eines Bindemittels an eine zahnimitierende Deckschicht aus Porzellan gebunden ist.
  12. 9. Verfahren zur Herstellung einer Dentalkonstruktion gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man
    Nickel Chrom Silicium 45 Molybdän Bor
    69-72 18-20 4- 5,5 4- 4,5 1- 1,5
    und dass sie einen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 50 13,6 x 10~6 bis 13,8 x 10-6 cm/cm/0 C besitzt, und dass in ihr ferner das Gewichtsverhältnis von Chrom zu Nickel vorzugsweise im Bereich von 0,25 bis 0,26_zu finden ist.
CH132376A 1975-02-03 1976-02-03 CH619134A5 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US54664275A 1975-02-03 1975-02-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH619134A5 true CH619134A5 (de) 1980-09-15

Family

ID=24181348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH132376A CH619134A5 (de) 1975-02-03 1976-02-03

Country Status (23)

Country Link
US (1) US4129944A (de)
JP (1) JPS5852550B2 (de)
AR (1) AR209629A1 (de)
AU (1) AU1074776A (de)
BE (1) BE838250R (de)
BR (1) BR7600674A (de)
CA (1) CA1076398A (de)
CH (1) CH619134A5 (de)
DE (1) DE2603860A1 (de)
DK (1) DK42676A (de)
ES (1) ES444892A1 (de)
FI (1) FI760251A7 (de)
FR (1) FR2299010A1 (de)
GB (2) GB1528093A (de)
IE (1) IE42261B1 (de)
IL (1) IL48956A0 (de)
IT (1) IT1053802B (de)
MX (1) MX4427E (de)
NL (1) NL7601088A (de)
NO (1) NO760337L (de)
NZ (1) NZ179842A (de)
PH (1) PH11366A (de)
SE (1) SE434117B (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK124879A (da) * 1978-03-30 1979-10-01 Johnson & Johnson Dentalkonstruktioner og legeringer
DE3008605A1 (de) * 1980-03-06 1981-09-10 Heraeus Edelmetalle Gmbh, 6450 Hanau Verfahren zur herstellung von mit keramik verblendeten zahnprothetischen teilen
US4392829A (en) * 1981-03-31 1983-07-12 Asami Tanaka Metal-porcelain dental restoration and method of making
US4461618A (en) * 1982-01-25 1984-07-24 Johnson & Johnson Dental Products Company Process for producing a dental restoration
JPS60156447A (ja) * 1984-01-26 1985-08-16 株式会社ジーシー 歯科用修復物の強化方法
JPS60156446A (ja) * 1984-01-26 1985-08-16 而至歯科工業株式会社 陶歯の強化方法
IT1216774B (it) * 1987-01-09 1990-03-14 Centro Speriment Metallurg Lega non preziosa per protesi dentarie a base di nickel e contenente cromo
JPS6469447A (en) * 1987-08-28 1989-03-15 Dow Chemical Co Vacuum belt transporter
JPH05228161A (ja) * 1992-02-19 1993-09-07 Olympus Optical Co Ltd 歯科補綴物

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2190840A (en) * 1938-05-02 1940-02-20 Driver Harris Co Corrosion resistant alloys
US2864696A (en) * 1956-01-31 1958-12-16 Duriron Co Nickel base alloys
US2897595A (en) * 1956-05-01 1959-08-04 Dentists Supply Co Porcelain type denture composition
US2936229A (en) * 1957-11-25 1960-05-10 Metallizing Engineering Co Inc Spray-weld alloys
US3834024A (en) * 1972-07-20 1974-09-10 Star Dental Labor Method of making dental restorations and product thereof
US3896547A (en) * 1974-05-02 1975-07-29 Sterndent Corp Prosthetic article and method for manufacture

Also Published As

Publication number Publication date
DK42676A (da) 1976-08-04
IE42261B1 (en) 1980-07-02
CA1076398A (en) 1980-04-29
BR7600674A (pt) 1976-08-31
FI760251A7 (de) 1976-08-04
AR209629A1 (es) 1977-05-13
NZ179842A (en) 1979-03-28
JPS5852550B2 (ja) 1983-11-24
NL7601088A (nl) 1976-08-05
AU1074776A (en) 1977-08-11
ES444892A1 (es) 1977-09-16
SE434117B (sv) 1984-07-09
GB1528092A (en) 1978-10-11
US4129944A (en) 1978-12-19
SE7601072L (sv) 1976-08-04
IL48956A0 (en) 1976-04-30
DE2603860A1 (de) 1976-08-05
NO760337L (de) 1976-08-04
GB1528093A (en) 1978-10-11
PH11366A (en) 1977-11-08
FR2299010B1 (de) 1982-05-07
JPS51103022A (de) 1976-09-11
IT1053802B (it) 1981-10-10
FR2299010A1 (fr) 1976-08-27
MX4427E (es) 1982-04-29
IE42261L (en) 1976-08-03
BE838250R (fr) 1976-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2632871C3 (de) Porzellanüberzogene Metallkrone und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP3829482B1 (de) Mehrfarbiger rohling für dentale zwecke
EP0214341B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines metallischen Zahnersatzes
EP0055383B1 (de) Aufsinterbare Grundmasse zur Herstellung einer Zwischenschicht zwischen einer hochschmelzenden Dentalmetall-Legierung und Zahnporzellan
EP2287122B1 (de) Phosphosilikat-Glaskeramik
DE1491042C3 (de) Dentalmaterial
EP2765119A1 (de) Rohling für dentale Zwecke
DE4009985C2 (de)
DE102015122861A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Rohlings, Rohling sowie eine dentale Restauration
DE102010056037A1 (de) Herstellung dentaler Formteile
DE3244802C2 (de) Dental-Legierungen für Kronen und Prothesen
DE2603860A1 (de) Dentalkonstruktionen und dentallegierungen
EP4298071A1 (de) Glaskeramik mit quarz-mischkristallphase
DE4119483C2 (de)
DE2626092A1 (de) Bindemittel-zusammensetung fuer zahnersatz
DE2844959A1 (de) Dentalueberzugsmassen und ihre verwendung zum ueberziehen von kuenstlichen zaehnen
EP4298070A1 (de) Glaskeramik mit quarz-mischkristallphasen
DE2615755C3 (de) Nickellegierung
DE2432014C2 (de) Verwendung einer Legierung mit Nickel, Chrom und Silicium für Zahnbrücken, -kronen und -abdeckungen
DE1296301B (de) Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz und Teilen fuer die prothetische Zahnbehandlung
DE69420452T2 (de) Formbare Dentalmasse
DE2211382C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Zahnkronen oder Zähnen für Brücken oder Prothesen
DE1441336B1 (de) Dentalteil,insbesondere Zahn,aus einer Metallunterlage und einer Porzellankappe und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2612554A1 (de) Dentalbindemittel
AT350713B (de) Porzellanueberzogene metallkrone als zahnersatz sowie verfahren zu deren herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased
PL Patent ceased